[發(fā)明專利]二級(jí)相變階梯限溫的防火絕熱復(fù)合織物、制備方法及用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210292675.9
• 申請(qǐng)日: 2012-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN102815028A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于偉東;杜趙群;郝立才;陳金靜;王科;王魯州
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): B32B3/12
• 分類號(hào): B32B3/12;B32B15/02;B32B15/08;B32B15/14;B32B27/02;B32B7/12;B32B37/12
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人體或環(huán)境溫度隔熱與防護(hù)的輕薄柔性復(fù)合材料技術(shù)，是一種高效智能長(zhǎng)時(shí)間防明火絕熱多級(jí)復(fù)合織物及其制備技術(shù)，是消防、軍事、探險(xiǎn)、安全逃生、工業(yè)等特殊場(chǎng)合的各體防護(hù)和環(huán)境隔熱的重要材料，屬于紡織復(fù)合材料和功能技術(shù)用紡織品領(lǐng)域。

背景技術(shù)

火災(zāi)與特殊場(chǎng)合，如探險(xiǎn)、明火及高溫施工、空間技術(shù)、戰(zhàn)爭(zhēng)等，均存在防火和隔熱之要求。因此，防火絕熱織物的開發(fā)與應(yīng)用一直是實(shí)用研究的熱點(diǎn)。火場(chǎng)熱環(huán)境中存在許多潛在危險(xiǎn)：火場(chǎng)的高溫環(huán)境，尤其是輻射熱對(duì)人體的燒傷危險(xiǎn)；防護(hù)裝備器具被火焰引燃以及接觸高溫物體表面引起高速熱傳導(dǎo)，造成人體灼傷的危險(xiǎn)；火場(chǎng)中的熱量如超過(guò)人體生理正常平衡過(guò)程的承受能力，會(huì)造成從輕微傷害至死亡的危險(xiǎn)等。資料表明，當(dāng)人體皮膚的熱流密度達(dá)到2.68J/cm²，即皮膚溫度達(dá)到45℃時(shí)，人就會(huì)有灼痛感；當(dāng)熱流密度增大到5.02J/cm²，即人體皮膚溫度達(dá)72℃時(shí)，就會(huì)造成皮膚的二度燒傷。因此，作為較少運(yùn)動(dòng)障礙的消防類熱防護(hù)材料不僅要輕質(zhì)、柔軟和無(wú)移動(dòng)障礙，而且本身要耐火、耐高溫、隔熱，以實(shí)現(xiàn)對(duì)火源或熱源的高效隔絕和對(duì)人體的安全有效防護(hù)。

對(duì)于消防類熱防護(hù)材料，近年來(lái)有較多的研究和專利。如阻燃隔熱耐沖擊消防服(專利號(hào)CN201010587913.X)由外至內(nèi)采用阻燃層、隔熱層、氣囊層和內(nèi)層的復(fù)合結(jié)構(gòu)；其中氣囊層為納米級(jí)微孔聚四氟乙烯薄膜材料，作為增強(qiáng)隔熱功能層。此發(fā)明氣囊層未充氣時(shí)厚度為1mm，充氣后的厚度為2～3cm，利用氣體層實(shí)現(xiàn)阻燃隔熱；氣體可在幾分鐘內(nèi)通過(guò)納米微孔散發(fā)到空氣中，從而實(shí)現(xiàn)氣囊的重復(fù)使用。氣囊層可減少消防服重量和節(jié)省成本，但使用時(shí)體積臃腫、行動(dòng)不便，并需配備氣瓶，給消防員搶險(xiǎn)造成負(fù)擔(dān)，而且易于破損泄漏而失效。

輕薄型消防員滅火防護(hù)服用復(fù)合面料(專利號(hào)CN200710039117.0)和阻燃、隔熱、防水、透氣并穿著舒適的消防服用面料(專利號(hào)CN03116869.8)均由阻燃層、防水透氣層、隔熱層和舒適層經(jīng)絎縫等縫合方式組合而成。兩發(fā)明所得織物的整體熱防護(hù)性能(TPP)分別為34和30.7cal/cm²。兩發(fā)明面料可實(shí)現(xiàn)消防員的近火作戰(zhàn)，但輻射熱防護(hù)效果欠佳、有效安全使用時(shí)間太短。

消防員隔熱防護(hù)服面料(專利號(hào)CN200920211471.1)由鋁箔、PET聚酯膜和芳綸纖維平紋機(jī)織基布組成，其中鋁箔為7μm厚的壓延鋁箔；該發(fā)明取得良好的輻射熱發(fā)射效果，但由于厚度的限制，其熱防護(hù)效果甚為有限。抗熱輻射耐高溫阻燃防護(hù)服面料(專利號(hào)CN200920309275.8)采用由內(nèi)向外的耐熱、阻燃織物纖維層、膠粘劑層和抗熱輻射的防護(hù)層的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中抗熱輻射防護(hù)層為20～25μm的聚酯鍍鋁膜；該發(fā)明的防護(hù)服面料具有較好的抗熱輻射性，且質(zhì)輕、耐高溫、收縮率小，但聚酯鍍鋁膜耐高溫性能有限、有效安全使用時(shí)間太短。

可降溫多層結(jié)構(gòu)消防員防護(hù)服裝(專利號(hào)CN201020509142.8)采用多層結(jié)構(gòu)的服裝本體和若干個(gè)裝有可重復(fù)吸熱和放熱的凝膠狀蓄冷劑的蓄冷降溫袋實(shí)現(xiàn)消防環(huán)境中的熱防護(hù)，其中蓄冷劑為潛熱值在200kJ/kg以上的高比熱的功能性高分子材料；該發(fā)明可有效降低消防員穿著防護(hù)服進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的生理熱應(yīng)激，但重量偏高、運(yùn)動(dòng)限制較大。

火災(zāi)安全防護(hù)服面料(專利號(hào)CN201020267605.4)采用從外至內(nèi)的阻燃防火層、防水透汽層和隔熱層的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中隔熱層由無(wú)紡布層與含有相變微膠囊的泡沫層粘結(jié)而成，相變物質(zhì)為相變溫度在30～80℃的直鏈烷烴有機(jī)物，阻燃防火層與防水透汽層之間設(shè)有鎳-鈦形狀記憶合金彈簧。該發(fā)明所用相變材料的相變溫度太低，吸熱延時(shí)效果有限，且外層材料的有效安全使用較弱。

消防服用阻燃相變隔熱層織物(專利號(hào)CN201010233816.0)，是將由50～90％的芳綸1313纖維、5～20％的碳纖維及0～30％的阻燃粘膠纖維組合而成的非織造纖維氈浸入制得的阻燃相變?nèi)嘉⒛z囊工作液中，經(jīng)二浸二軋工藝加工制備而成。所得織物雖具有較好的阻燃和調(diào)溫性能，但由于相變微膠囊的限制難于在高溫火場(chǎng)環(huán)境下使用。